Conductibilitatea termică aplacă din fibră ceramicăeste suma celor trei efecte de transfer de căldură ale transferului de căldură prin conducție în interiorul fibrei solide și a părții de contact cu fibra din placa ceramică, transferul de căldură prin convecție a aerului în pori și transferul de căldură prin radiație între pereții porilor alcătuiți din fibre solide etc. , deci este numită și conductivitate termică echivalentă sau conductivitate termică aparentă. Mai jos este o scurtă analiză a celor 8 factori de mai sus care afectează conductivitatea termică a plăcilor din fibră ceramică.
1. Utilizați temperatura
În general, conductivitatea termică a plăcilor din fibre ceramice crește odată cu creșterea temperaturii. Motivul este că transferul de căldură prin radiație între pereții porilor, transferul de căldură prin convecție al aerului în pori și conducția căldurii în interiorul fibrei solide și a părții de contact cu fibra cresc toate proporțional datorită creșterii temperaturii și mișcării termice îmbunătățite. de gaze și molecule solide. Când temperatura crește peste 800 de grade, placa ceramică este în principal transfer de căldură prin radiație, iar cu cât temperatura este mai mare, cu atât este mai mare proporția de transfer de căldură prin radiație.
2. Porozitatea și structura și proprietățile porilor
Porozitatea se referă la raportul dintre volumul porilor din placa de fibre ceramice și volumul total al plăcii de fibre ceramice, exprimat ca procent. Porii plăcii din fibră ceramică sunt umpluți cu aer, iar conductivitatea termică a aerului la temperatura camerei este de numai 0.025w/(mk), ceea ce este mult mai mic decât transferul de căldură prin conducție al solidului din fibră ceramică. Placa din fibre ceramice este o structură mixtă compusă din fibre solide și aer, cu o porozitate de peste 80%. O cantitate mare de aer cu conductivitate termică scăzută este umplută în pori, distrugând structura rețelei continue a moleculelor solide, obținând astfel performanțe excelente de izolație. Analiza de mai sus arată că funcția de izolație termică și de economisire a energiei a foii de fibră ceramică este, în principal, de a utiliza efectul de izolare al aerului din pori.
Structura și proprietățile porilor afectează în principal transferul de căldură convectiv al aerului în placa de fibre ceramice. Cu cât diametrul porilor este mai mare, cu atât densitatea volumului corespunzătoare a plăcii din fibre ceramice este mai mică și cu atât este mai mare transferul de căldură convectiv al aerului în pori și cu atât influența valorii conductibilității termice a plăcii din fibre ceramice este mai mare odată cu creșterea temperatură. Porii din interiorul plăcii de fibre ceramice au trei forme: pori continui (deschiși), pori semi-continui (deschiși și închiși) și pori izolați (închiși). Conductivitatea termică a structurii porilor izolați (închis) este cea mai mică.
3. Densitatea volumului
① Conductivitatea termică a fibrei ceramice scade odată cu creșterea densității, dar scăderea scade treptat, astfel încât atunci când densitatea depășește un anumit interval, conductivitatea termică nu mai scade și tinde să crească.
② La diferite temperaturi, există o conductivitate termică minimă și o valoare minimă corespunzătoare a densității. Densitatea corespunzătoare conductivității termice minime crește odată cu creșterea temperaturii.
4. Conținut de minge de zgură
Bilele de zgură sunt particule sferice care nu pot fi fibrate în lichidul topit la temperatură înaltă în timpul procesului de fibrare. Conținutul de bile de zgură se referă la procentul de materie nefibrizată din fibra ceramică refractară și produse după trecerea prin orificiul de sită standard de 75-micron, iar reziduul de sită reprezintă cantitatea totală a probei. Pe măsură ce crește conținutul de bile de zgură, cantitatea de fibre solide va scădea, iar densitatea fibrelor în sine va scădea. Prin urmare, conductivitatea termică a produselor din fibre va crește, performanța de izolare termică a produselor din fibre se va deteriora, iar rezistența și elasticitatea produselor din fibre vor scădea. Efectul conținutului de bile de zgură asupra conductivității termice a produselor din fibre crește odată cu creșterea temperaturii.
5. Diametrul fibrei
Când densitatea plăcii din fibre ceramice este aceeași, cu cât diametrul fibrei este mai fin, cu atât dimensiunea porilor este mai mică și efectul de amortizare a transferului de căldură este mai mare; în al doilea rând, cu cât fibra este mai fină și cu cât lungimea totală a fibrei este mai lungă, cu atât este mai mare amortizarea conducției căldurii, deci conductivitatea termică scade. Pe de altă parte, cu cât diametrul fibrelor ceramice este mai fin, cu atât este mai mare contracția liniei de încălzire a produsului și cu atât indicele de rezistență la căldură este mai mic. Pentru a obține cele mai bune performanțe tehnice complete, fibra trebuie să aibă o finețe (diametru) adecvată, în general de 2 până la 4 microni.
6. Umiditatea fibrelor
Conductivitatea termică a apei la {{0}} grade este 0.522w/(mk), ceea ce este de peste 20 de ori mai mare decât conductibilitatea termică a aerului în aceleași condiții de 0.0247w/ (mk). Prin urmare, creșterea umidității în fibre sau a conținutului de umiditate va crește inevitabil conductivitatea termică a produselor din fibre. De exemplu, apa din porii fibrei îngheață în gheață, deoarece conductivitatea termică a gheții în aceleași condiții este de 2,32 w/(mk), care este aproape de 100 de ori conductivitatea termică a aerului în aceleași condiții. Din acest motiv, pentru proiectele de izolație a conductelor, umiditatea materialelor de izolație a conductelor trebuie controlată la cel mai scăzut conținut și, în același timp, ar trebui să existe cerințe stricte corespunzătoare de rezistență la umiditate privind materialele stratului protector exterior și structurile conductei la asigura performanța de izolare termică a structurii de izolare cu fibre.
7. Folosiți atmosfera
De obicei, plăcile din fibră ceramică sunt folosite în mediul atmosferic, iar gazul din pori este aer. Prin urmare, rolul fazei gazoase în produsele din fibre ceramice este de fapt rolul de izolare termică al aerului. Cu toate acestea, în unele cazuri, produsele din fibre ceramice sunt utilizate în vid, atmosferă protectoare sau diferite condiții care necesită atmosferă controlată, cum ar fi utilizarea atmosferelor precum hidrogen, monoxid de carbon, dioxid de carbon, hidrocarburi și gaze inerte. În acest moment, valoarea conductibilității termice a fibrelor ceramice se modifică. Conductivitatea termică a unui gaz este legată de compoziția și structura gazului. În general, cu cât greutatea moleculară a gazului este mai mică și cu cât structura este mai simplă, cu atât conductivitatea sa termică este mai mare.
8. Direcția fibrei
Când materialul și densitatea de volum sunt aceleași, conductivitatea termică atunci când direcția fluxului de căldură este perpendiculară pe fibră este mai mică decât conductivitatea termică când direcția fluxului de căldură este paralelă cu fibra. În general, direcția fluxului de căldură a structurii stratificate este aproape perpendiculară pe direcția fibrei, iar conductivitatea termică a produsului din fibre este mică; în timp ce direcția fluxului de căldură a structurii stivuite este aproape paralelă cu direcția fibrei, iar conductivitatea termică a produsului din fibre este mare. În aceleași condiții de material și densitate de volum, conductivitatea termică a produsului din fibre cu structură stivuită este cu 20% până la 30% mai mare decât cea a produsului din fibre cu structură stratificată.
